Maximiser la puissance avec les batteries LifePO4: une comparaison avec les batteries de plomb

Choisir la bonne batterie est crucial pour de nombreuses applications, telles que les systèmes d'énergie solaire, les véhicules électriques et les applications marines. Les batteries LiFePO4 et les batteries au plomb sont deux des types de batteries les plus populaires. Dans cet article, nous explorons les différences entre les batteries LiFePO4 et les batteries au plomb et expliquons pourquoi la LiFePO4 est la meilleure option.

Annonce : Toutes les données sont extraites du Power Reine Laboratoire.

Exemple de produit :

LFP-50 : Batterie LiFePO4 Power Queen 12,8 V 50 Ah Batterie

LFP-100 : Batterie Power Queen 12,8 V 100 Ah Batterie LiFePO4

Résumé de la comparaison :

batterietaper	Batterie au plombn		LiFePO4 Bpiles
	VRLA-50AH	VRLA-100AH	12V50Ah	12V100Ah
Densité énergétique	faible	faible	3 juste plus haut comme Batterie au plomb	3 juste plus haut comme Batterie au plomb
Résistance interne et Autodécharge	haut	haut	faible	faible
taux décharge	mauvais	mauvais	bien	bien
Tolérance de température	mauvais	mauvais	bien	bien
vie	300	300	4000	4000

Densité énergétique – comparaison du poids, de la taille et de la capacité

Lors du choix d'une batterie, le poids et la taille sont des facteurs importants à prendre en compte, notamment pour les applications où la mobilité est essentielle. Dans cette comparaison, nous examinons le poids, les dimensions, les spécifications des modèles et la densité énergétique des batteries VRLA et LFP.

Type de batterie	Poids(kg）	Dimension(cm3）	Modèle	Densité énergétique (Ah/kg)
VRLA-50	15h15	23*13,8*21,1	12V55Ah	3,63
VRLA-100	27.40	33*17,1*21,4	12V100Ah	3,65
VRLA2-100	28.11	33*17,1*21,4	12V100Ah	3,56
LFP-50	4,98	17*19*17	12V50Ah	10.04
LFP-100	9,85	32*17*21	12V100Ah	10h15

Dans cette comparaison, nous avons examiné cinq batteries différentes : VRLA-50AH, VRLA-100AH, VRLA2-100AH, LFP-50AH et LFP-100AH. Leur poids variait de 4,8 kg pour la LFP-50AH à 27,4 kg pour la VRLA-100AH. Leurs dimensions variaient également, allant de 17 x 19 x 17 cm pour la LFP-50AH à 33 x 17 x 21,3 cm pour les VRLA-100AH ​​et VRLA2-100AH.

Les spécifications des modèles différaient également selon les batteries, avec des tensions et des capacités nominales allant de 12 V 50 Ah pour la LFP-50 AH à 12 V 100 Ah pour les VRLA-100 AH et LFP-100 AH. Enfin, nous avons comparé la densité énergétique de chaque batterie en Ah/kg, les batteries LFP affichant des densités énergétiques nettement supérieures à celles des batteries VRLA. Globalement, lors du choix d'une batterie, il est important de prendre en compte à la fois le poids et la densité énergétique afin de s'assurer qu'elle est adaptée à votre application spécifique.

Comparaison de la capacité de décharge

La capacité de décharge nominale désigne la quantité maximale de courant qu'une batterie peut décharger sur une période donnée, généralement exprimée en ampères (A) ou en multiple de sa capacité, par exemple C/10 ou C/20. Elle représente la capacité de la batterie à fournir de l'énergie à une vitesse donnée, les vitesses élevées correspondant à une décharge rapide et les vitesses faibles à une décharge lente. La capacité de décharge nominale est une caractéristique de performance importante d'une batterie, notamment pour les applications nécessitant une puissance de sortie élevée, comme les véhicules électriques ou les outils électroportatifs.

Par rapport aux batteries LFP, les batteries LA ont une stabilité de tension nettement inférieure pendant la décharge.

Chaque courbe du graphique illustre l'effet d'une décharge à un taux de 0,2 C sur la stabilité de la tension, la tension de la batterie plomb-acide chutant rapidement et la batterie LFP montrant une stabilité beaucoup plus grande.

Comparaison de la résistance interne et de l'autodécharge

La résistance interne est une propriété importante d'une batterie qui peut affecter ses performances. Lors de son utilisation, le flux de courant électrique génère de la chaleur à l'intérieur de la batterie en raison de la résistance qu'elle offre. Cette chaleur peut entraîner une perte d'énergie et réduire l'efficacité globale de la batterie. Une résistance interne plus élevée signifie également qu'une puissance plus importante est nécessaire pour faire circuler le même courant dans la batterie, ce qui peut entraîner une chute de tension et une réduction de sa capacité.

	VRLA-50	VRLA-100	VRLA2-100	LFP-50	LFP-100
Résistance interne (mΩ)	7,95	5.23	4 553	1	1

On constate que les batteries plomb-acide présentent une résistance interne très élevée, due à leur conception et à leur composition chimique. Les plaques internes sont en plomb, un métal dont la conductivité est relativement faible par rapport à d'autres métaux comme le cuivre. De plus, l'électrolyte utilisé dans les batteries plomb-acide est une solution diluée d'acide sulfurique, dont la résistance est relativement élevée par rapport aux autres types d'électrolytes. Ces facteurs contribuent à la résistance interne élevée des batteries plomb-acide, ce qui peut affecter leurs performances et leur efficacité.

L'autodécharge est un autre facteur important affectant les performances d'une batterie. Même lorsqu'elle n'est pas utilisée, une batterie se décharge progressivement en raison de réactions chimiques internes. Le taux d'autodécharge peut varier selon le type et l'âge de la batterie, ainsi que d'autres facteurs tels que la température et les conditions de stockage. L'autodécharge peut être problématique pour les appareils peu utilisés, car la batterie peut se décharger avant de pouvoir être réutilisée. Elle peut également diminuer la capacité globale de la batterie au fil du temps, ce qui peut affecter ses performances et sa durée de vie.

taper		jour 1	jour 6	jour 11	jour 16	jour 21	jour 26	jour 31
VRLA	50	13.20	13.18	13.16	13h15	13h15	13,14	13h15
	100	13.24	13.20	13.17	13h15	13.11	13.07	13.05
PQ	50	13.27	13.27	13.27	13.26	13.26	13.25	13.25
	100	13.20	13.20	13.20	13.19	13.20	13.19	13.19

Selon les données, les batteries LiFePO4 présentent une résistance interne et une autodécharge nettement inférieures à celles des batteries plomb-acide. Ces caractéristiques contribuent à leur capacité supérieure et à leur durée de vie prolongée.

Comparaison de la tolérance à la température

La tolérance à la température désigne la plage de températures dans laquelle une batterie peut fonctionner efficacement et en toute sécurité. Les batteries sont sensibles à la température, et une chaleur ou un froid extrême peuvent affecter considérablement leurs performances et leur durée de vie.

Exposer une batterie à des températures hors de la plage spécifiée peut causer des dommages irréparables aux composants internes, entraînant une réduction de sa capacité, une diminution de sa durée de vie et même des risques de sécurité tels que des fuites ou des explosions. En général, les températures élevées peuvent accélérer les réactions chimiques au sein de la batterie, entraînant une dégradation plus rapide et une baisse des performances, tandis que les basses températures peuvent ralentir ces réactions, rendant la batterie moins efficace et réduisant sa capacité.

Par conséquent, lors du choix et de l'utilisation des batteries, il est important de tenir compte de la tolérance à la température du type de batterie et de s'assurer qu'elle fonctionne dans la plage de températures recommandée. Cela peut contribuer à prolonger la durée de vie de la batterie et à préserver ses performances et sa sécurité au fil du temps.

Voyons maintenant la comparaison de ces deux types de batteries :

taper	VRLA-100Ah	VRLA-50Ah	LFP-100	LFP-50
Tension initiale	13.05	13,15	13,19	13,19
80℃10 minutes	13,03	13,13	13,19	13,19
25℃10 minutes	13,03	13,14	13,19	13,20
80℃10 minutes	13,01	13,11	13,19	13,20
25℃10 minutes	13,00	13,11	13,20	13,20
80℃10 minutes	12,58	13,09	13,20	13,20
25℃10 minutes	12,57	13,10	13,20	13,20

La batterie LiFePO4 a une plus grande tolérance à la température que les batteries au plomb-acide.

Test d'étanchéité

L'étanchéité signifie que la batterie est conçue pour résister aux dommages causés par le contact avec l'eau ou d'autres liquides.Une batterie étanche est moins sujette à la corrosion, aux courts-circuits ou à d'autres problèmes susceptibles de l'endommager lorsqu'elle est exposée à l'humidité. Cependant, il est important de noter que les batteries étanches ne sont pas totalement à l'abri des dégâts causés par l'eau et doivent néanmoins être manipulées avec précaution dans des environnements humides.

Rincez la batterie à l'eau pendant 10 minutes de chaque côté puis mesurez la tension avant et après.

Les batteries au plomb-acide présentent une faible stabilité de tension avant et après.

Capacité de cycle à haute température

Le cyclage à haute température consiste à exposer une batterie à des températures supérieures à sa plage de fonctionnement recommandée pendant une période prolongée. Cela peut accélérer sa détérioration, entraînant une réduction de sa capacité et de sa durée de vie. Cela peut également augmenter les risques de sécurité tels que les fuites, le gonflement, voire l'emballement thermique. Nous allons maintenant placer les batteries à 55 °C (131 °F) pour observer leurs performances.

Conclusion : La stabilité du cycle des batteries LA est bien pire que celle des batteries LFP.

La capacité est représentée par la courbe bleue et la santé est indiquée par la courbe rouge.

Notre modèle d'estimation de batterie suggère qu'une batterie avec un état de santé (SOH) de 80 % peut durer jusqu'à 300 cycles en utilisation normale, tandis qu'une batterie LFP peut durer jusqu'à 4 000 cycles.

Nous considérons qu'une batterie avec moins de 80 % de SOH est inacceptable selon nos normes.

Expérimentez le démontage pour observer la structure interne

Batterie au plomb

Il n'y a presque aucune protection à l'intérieur de la batterie LA, la valve à air n'est qu'un manchon en caoutchouc qui peut être facilement retiré et il n'y a aucune protection entre les cellules individuelles.

Le retrait du manchon en caoutchouc bleu expose directement la pièce polaire interne et l'électrolyte. Il n'y a aucune protection interne.

Batterie LFP

À l'intérieur de la batterie LFP, il existe des dispositifs de protection structurelle tels que des plaques de protection et du coton mousse avec diverses fonctions, et la structure interne des cellules individuelles internes a une protection contre les courts-circuits.

Conclusion

En résumé, les batteries LiFePO4 constituent une excellente option pour alimenter des applications marines telles que les moteurs électriques, les véhicules électriques comme les camping-cars et les systèmes solaires. Elles offrent plusieurs avantages par rapport aux batteries plomb-acide, notamment leur légèreté, leur durée de vie plus longue, leur charge plus rapide, leurs meilleures performances, leur sécurité et leur fonctionnement sans entretien. Bien qu'elles puissent être plus chères au départ, leurs performances supérieures et leur durée de vie plus longue en font une option plus rentable à long terme. Si vous envisagez de remplacer la batterie de votre moteur électrique ou de votre camping-car, investir dans une batterie LiFePO4 pourrait être une excellente option.